Behandelings- en preventiemaatregelen voor scheuren in beton in de afvoertunnel van een waterkrachtcentrale
1.1 Overzicht van het project voor de afvoertunnel bij hoogwater van de waterkrachtcentrale Shuanghekou in het stroomgebied van de Mengjiang-rivier
De afvoertunnel van de Shuanghekou-waterkrachtcentrale in het stroomgebied van de Mengjiang-rivier in de provincie Guizhou heeft de vorm van een stadspoort. De tunnel is in totaal 528 meter lang, met een hoogte van 536,65 meter bij de ingang en 494,2 meter bij de uitgang. Na de eerste wateropslag in de Shuanghekou-waterkrachtcentrale bleek na inspectie ter plaatse dat er water doorsijpelde bij de constructievoegen en de koude betonvoegen van de bodemplaat van de lange schacht, wanneer het waterpeil in het reservoir hoger was dan de hoogte van de bovenzijde van de afvoertunnel. De hoeveelheid doorsijpeling nam toe naarmate het waterpeil in het reservoir steeg. Tegelijkertijd trad er ook waterdoorsijpeling op bij de koude betonvoegen in de zijwanden en de constructievoegen van de lange schacht. Na onderzoek door de betrokkenen bleek dat de belangrijkste oorzaken van waterinsijping in deze gebieden te wijten waren aan de slechte geologische omstandigheden van de gesteentelagen in de tunnels, de onvoldoende behandeling van de constructievoegen, het ontstaan van koude voegen tijdens het betonstorten en de slechte consolidatie en injectie van de tunnelpluggen. Jia et al. stelden daarom voor om de lekkageplek chemisch te injecteren om de lekkage effectief te remmen en de scheuren te behandelen.
1.2 Behandeling van de scheuren in de afvoertunnel van de Shuanghekou-waterkrachtcentrale in het Mengjiang-rivierbekken
Alle uitgeholde delen van de afvoertunnel van de Luding-waterkrachtcentrale zijn gemaakt van HFC40-beton, en de meeste scheuren die zijn ontstaan tijdens de bouw van de dam bevinden zich hier. Volgens statistieken zijn de scheuren voornamelijk geconcentreerd in het gedeelte tussen 0+180 en 0+600 meter van de dam. De meeste scheuren bevinden zich in de zijwanden op een afstand van 1 tot 7 meter van de bodemplaat, en de breedte is ongeveer 0,1 mm, vooral in het midden van de damwand. De scheuren ontstaan onder een hoek van 45° of meer, hebben een onregelmatige vorm en er sijpelt meestal weinig water doorheen. De meeste scheuren vertonen alleen vocht aan de voegen en watervlekken op het betonoppervlak, maar er zijn nauwelijks duidelijke sporen van waterdoorsijpeling te zien. Door de ontwikkelingstijd van de scheuren te observeren, is gebleken dat de scheuren in een vroeg stadium verschijnen wanneer de bekisting 24 uur na het storten van het beton wordt verwijderd. Deze scheuren bereiken vervolgens geleidelijk hun piek na ongeveer 7 dagen. De langzame ontwikkeling stopt pas 15-20 dagen na het ontkisten.
2. Behandeling en effectieve preventie van scheuren in beton in afvoertunnels van waterkrachtcentrales
2.1 Chemische injectiemethode voor de overlaattunnel van de Shuanghekou-waterkrachtcentrale
2.1.1 Inleiding, kenmerken en configuratie van materialen
Het chemische injectiemortelmateriaal is PCI-CW, een gemodificeerde epoxyhars met hoge permeabiliteit. Dit materiaal heeft een hoge cohesiekracht en kan bij kamertemperatuur uitharden, met minimale krimp na uitharding. Tegelijkertijd beschikt het over een hoge mechanische sterkte en stabiele hittebestendigheid, waardoor het een goede waterdichtende en lekdichtende werking heeft. Dit type injectiemortel wordt veel gebruikt bij reparatie- en versterkingsprojecten in de waterbouw. Bovendien heeft het materiaal de voordelen van een eenvoudige verwerking, uitstekende milieuvriendelijke eigenschappen en geen vervuiling van het milieu.
2.1.2 Bouwstappen
Zoek eerst naar naden en boor gaten. Reinig de gevonden scheuren in de overlaat met hogedrukwater en keer het betonnen funderingsoppervlak om. Controleer de oorzaak en de richting van de scheuren. Gebruik de methode van een combinatie van sleuf- en schuine gaten voor het boren. Na het boren van de schuine gaten is het noodzakelijk om de gaten en scheuren te controleren met perslucht en een hogedrukwaterpistool, en de scheurafmetingen te registreren.
Ten tweede, gaten voor de injectiemortel, afdichtingsgaten en afdichtingsnaden. Gebruik opnieuw perslucht om het te vullen gat schoon te maken en verwijder het sediment dat zich op de bodem van de sleuf en op de wand van het gat heeft afgezet. Installeer vervolgens de afdichting voor het injectiegat en markeer deze bij het buisgat. Identificeer de injectie- en ontluchtingsgaten. Nadat de injectiegaten zijn aangebracht, gebruikt u PSI-130 sneldichtingsmiddel om de holtes af te dichten en epoxycement om de afdichting van de holtes verder te versterken. Na het sluiten van de opening is het nodig om een groef van 2 cm breed en 2 cm diep uit te hakken in de richting van de betonscheur. Na het reinigen van de uitgehouwen groef met perslucht, gebruikt u het sneldichtingsmiddel om de groef af te dichten.
Controleer na het controleren van de ventilatie van de ondergrondse leiding opnieuw de injectiewerkzaamheden. Tijdens het injecteren worden eerst de oneven genummerde schuine gaten gevuld. Het aantal gaten wordt bepaald aan de hand van de lengte van de daadwerkelijke constructie. Houd bij het injecteren rekening met de injectieomstandigheden van de aangrenzende gaten. Nadat de aangrenzende gaten zijn geïnjecteerd, moet al het water in de geïnjecteerde gaten worden afgevoerd. Vervolgens wordt de injectiebuis aangesloten en geïnjecteerd. Volgens bovenstaande methode wordt elk gat van boven naar beneden en van onder naar boven geïnjecteerd.
Behandelings- en preventiemaatregelen voor scheuren in beton in de afvoertunnel van een waterkrachtcentrale
Tot slot de norm voor het einde van de injectie. De druknorm voor chemische injectie van scheuren in beton van de overlaat is de standaardwaarde die in het ontwerp is vastgelegd. Over het algemeen moet de maximale injectiedruk lager of gelijk zijn aan 1,5 MPa. Het einde van de injectie wordt bepaald op basis van de hoeveelheid injectiemateriaal en de injectiedruk. De basisvereiste is dat, nadat de maximale injectiedruk is bereikt, er geen injectiemateriaal meer in het gat binnen een straal van 30 mm mag komen. Op dat moment kunnen de buisverbindingen en de afdichting met mortel worden uitgevoerd.
Oorzaken en behandelingsmaatregelen van scheuren in de afvoertunnel van de waterkrachtcentrale van Luding
2.2.1 Analyse van de oorzaken van de overstroming in de afvoertunnel van de Luding-waterkrachtcentrale
Ten eerste hebben de grondstoffen een slechte compatibiliteit en stabiliteit. Ten tweede is de hoeveelheid cement in het mengsel groot, waardoor het beton te veel hydratatiewarmte genereert. Ten derde, door de grote thermische uitzettingscoëfficiënt van gesteenteaggregaten in rivierbekkens, zullen de aggregaten en de zogenaamde stollingsmaterialen bij temperatuurschommelingen verschuiven. Ten derde stelt HF-beton hoge eisen aan de constructietechnologie, is het moeilijk te beheersen tijdens het bouwproces en voldoet de controle van de triltijd en -methode niet aan de standaardvereisten. Bovendien ontstaat er door de doorgang van de afvoertunnel van de Luding-waterkrachtcentrale een sterke luchtstroom, wat resulteert in een lage temperatuur in de tunnel en een groot temperatuurverschil tussen het beton en de buitenomgeving.
2.2.2 Behandelings- en preventiemaatregelen voor scheuren in de afvoertunnel voor hoogwater
(1) Om de ventilatie in de tunnel te verminderen en de temperatuur van het beton te beschermen, zodat het temperatuurverschil tussen het beton en de buitenomgeving kleiner wordt, kan er bij de uitgang van de overlooptunnel een gebogen frame worden geplaatst en een canvas gordijn worden opgehangen.
(2) Onder de voorwaarde dat aan de sterkte-eisen wordt voldaan, moet de samenstelling van het beton worden aangepast, de hoeveelheid cement zoveel mogelijk worden verminderd en de hoeveelheid vliegas tegelijkertijd worden verhoogd, zodat de hydratatiewarmte van het beton kan worden verminderd en het temperatuurverschil tussen de binnen- en buitenkant van het beton wordt verkleind.
(3) Gebruik de computer om de hoeveelheid toegevoegd water te controleren, zodat de water-cementverhouding tijdens het mengen van beton strikt wordt beheerst. Er moet op worden gelet dat tijdens het mengen een relatief lage temperatuur moet worden aangehouden om de temperatuur van de grondstoffen bij de uitgang te verlagen. Bij het transport van beton in de zomer moeten passende thermische isolatie- en koelmaatregelen worden genomen om de opwarming van het beton tijdens het transport effectief te beperken.
(4) Het trilproces moet tijdens de bouw strikt gecontroleerd worden, en de trilwerking wordt versterkt door het gebruik van flexibele trilstangen met diameters van 100 mm en 70 mm.
(5) De snelheid waarmee beton het magazijn binnenkomt, moet strikt gecontroleerd worden, zodat de stijgsnelheid minder dan of gelijk aan 0,8 m/h bedraagt.
(6) Verleng de tijd voor het verwijderen van de betonbekisting tot 1 keer de oorspronkelijke tijd, dat wil zeggen van 24 uur tot 48 uur.
(7) Na het verwijderen van de bekisting, dient u tijdig speciaal personeel te sturen om het besproeiingsonderhoud aan het betonproject uit te voeren. Het onderhoudswater moet een temperatuur van 20℃ of hoger hebben en het betonoppervlak moet vochtig worden gehouden.
(8) De thermometer is in het betonnen magazijn begraven, de temperatuur in het beton wordt gemeten en de relatie tussen de temperatuurverandering van het beton en de scheurvorming wordt effectief geanalyseerd.
Door de oorzaken en behandelingsmethoden van de overstromingsafvoertunnel van de Shuanghekou-waterkrachtcentrale en de Luding-waterkrachtcentrale te analyseren, is gebleken dat de overstromingsschade bij de Shuanghekou-waterkrachtcentrale te wijten is aan ongunstige geologische omstandigheden, onvoldoende behandeling van de constructievoegen, koude voegen en holtes in de voegen tijdens het betonstorten. De scheuren in de Shuanghekou-waterkrachttunnel, veroorzaakt door onvoldoende verdichting van de voegen en injectie, kunnen effectief worden onderdrukt door chemische injectie met zeer permeabele gemodificeerde epoxyharsmaterialen. De scheuren in de Luding-waterkrachtcentrale, veroorzaakt door overmatige hitte tijdens de betonhydratatie, kunnen worden behandeld en effectief worden voorkomen door de hoeveelheid cement redelijk te verminderen en polycarboxylaat-superplastificeerder en C9035-betonmaterialen te gebruiken.
Geplaatst op: 17 januari 2022
